电工技术基础与技能全套电子教案

7.2表征交流电的物理量

教学目标：

1．掌握正弦交流电的三要素（有效值、频率、初相）。

2．掌握相位差的概念。

3．理解正弦交流电的特征。

教学重点：

正弦交流电的三要素。

教学难点：

1．有效值。

2．相位和相位差。

授课时数：4课时

教学过程：

课前复习：

1．交流电是按什么规律变化的？

2．写出交流电流、电压和电动势的解析式。

由家用电器的铭牌引出描述交流电需要多个物理量。

一、表征交流电变化快慢的物理量——周期、频率、角频率

1．周期：交流电完成一次周期性变化所需的时间。用T 表示，单位：s 。

2．频率：交流电在1s 内完成周期性变化的次数。用f 表示，单位：Hz 。

3．周期与频率的关系：T = f

1 4．角频率：交流电每秒钟所变化的角度:ω =

T π2 = 2 π f 二、最大值和有效值

1．最大值：交流电在一个周期内所能达到的最大数值。用I m 、U m 、E m 表示。

2．有效值：让交流电和直流电通过同样阻值的电阻，若它们在同一时间内产生的热量相等，就把这一直流电的数值称为这一交流电的有效值。

3．正弦交流电有效值和最大值之间的关系

E = 2

m E = 0.707 E m （适用于正弦交流电） U = 2

m U = 0.707 U m I = 2

m I = 0.707 I m 用E 、U 、I 分别表示交流电的电动势、电压、电流的有效值。各种使用交流电的电气设备上所标的额定电压、额定电流的数值及一般交流电流表、交流电压表测量的数值，都是有效值。以后提到交流电的数值，凡没特别说明的都是指有效值。

三、相位和相位差

1．相位：ωt + ϕ 称为交流电的相位。

2．初相位t = 0时的相位，称为初相位。相位可用来比较交流电的变化步调。

3．相位差：两个交流电的相位差。用 ϕ 表示。

ϕ = (ωt + ϕ 01 ) - (ωt + ϕ 02 ) = ϕ 01 - ϕ 02（频率相同）

（1）ϕ = 0 称它们为同相

（2）ϕ= ± π 称它们为反相

（3）e1比e2超前ϕ

四、正弦交流电的三要素

有效值（或最大值）、频率（或周期或角频率）、初相是表征正弦交流电的三个重要物理量。知道了这三个量，就可以写出交流电瞬时值的表达式，从而知道正弦交流电的变化规律，故把它们称为正弦交流电的三要素。

例1：已知I = 10 A，f = 50 Hz，ϕ = π / 3，写出交流电流的瞬时值。

布置作业：

习题（《电工技术基础与技能》周绍敏主编）

1．是非题（1）～（8）。

3．填充题（1）～（3）。

计算题4．（1）、（3）。

1．正弦交流电的三要素。

2．交流电的周期、频率、角频率、相位、初相、相位差的概念。

3．最大值、有效值的概念及它们之间的关系。